Етапи
шляху АТС
Борис Гольдштейн
Absolutum obsoletum ( «працює - значить, застаріло») - так
свідчить один з основних законів сучасного постіндустріального суспільства. Повною
мірою цей закон справедливий для винайденої скромним жителем Канзас-Сіті, власником
похоронного бюро Алманом Строуджером автоматичної телефонної станції (АТС) з комутацією
каналів. Ця АТС послужила основою для створення сучасних телефонних мереж загального
користування (ТМЗК), що радикально змінили за свою трохи більше ніж столітню історію
життя на Землі.
Доісторичний період
Стародавня (у контексті даної статті) історія засобів зв'язку
включає сигнальні багаття і дерев'яні барабани, винахід голубиної пошти та
фельд'єгерського зв'язку, створення оптичного телеграфу Шаппа та інших засобів, які стали
елементами «суми технологій» свого часу і важливими віхами в історії цивілізації
в цілому.
На півдні Росії до цих пір збереглися старовинні кургани,
з вершин яких колись подавалися світлові сигнали. Вдень, коли вогонь був видний
гірше, сигналом служив стовп диму, для чого сторожовим козачим постам, розташованим
на південних кордонах, пропонувалося підкидати в багаття сирі вітки. Точно так само
повідомлення про появу біля берегів Англії іспанського флоту у 1658 році було передано
з півдня Англії на північ за допомогою заздалегідь підготовлених багать. Спеціальні вежі,
на яких завжди лежала купа хмизу або соломи, будували і в Запорізькій Січі:
ланцюг таких веж дозволяла передавати сигнали на значні відстані.
Проте коефіцієнт готовності оптичної сигналізації сильно
залежав від погодних умов і часу доби, і тому вона значно поступалася сигналізації
звукової. Використання для передачі повідомлень умовного барабанного бою відомо
з незапам'ятних часів. Потім з'явилися рушниці, які гримлять голосніше барабанів, і
у 1796 році звістка про початок коронації імператора Павла I було передано рушничними
пострілами 3000 солдатів, розставлених на всьому шляху від Москви до Петербурга. Гармати
стріляли ще голосніше, ніж рушниці; в 1838 році повідомлення про відхід першого пароплава
по новому каналу Ері було надіслано з Буффало до Нью-Йорка за допомогою гарматних пострілів.
Сигнал подолав відстань в 700 км і вступив до Нью-Йорка через 1 год 20 хв.
В цей же час, в кінці XVIII століття, після дослідів Гальвані
і Вольта, що поклали практичний початок науці про електрику, почалися роботи,
спрямовані на створення електричних засобів зв'язку. Перші з них стосувалися передачі
телеграфних повідомлень. Найбільш примітивний спосіб телеграфії був заснований на тому,
що дві телеграфні станції з'єднували між собою лініями зв'язку, кількість яких було
дорівнює числу знаків алфавіту, і кожен дріт служив для передачі одного певного
знака. На цьому принципі були побудовані електростатичний телеграф Маршалла (Англія,
1753 р.) і електрохімічний телеграф Земмерінг (Німеччина, 1809 р.).
Для більш економічного використання проводів між станціями
було потрібно. Одним з таких способів з'явився рівномірний шестиелементний код, створений
Павлом Львовичем шилінгів - випускником Першого кадетського корпусу в Петербурзі,
ветераном Вітчизняної війни 1812 року. Ще більш досконалі системи телеграфування
забезпечували отримання повідомлень у вигляді друкованого тексту. Перший буквопечатающій
апарат був винайдений емігрантом з Німеччини академіком Петербурзької Академії наук
Борис Семенович Якобі. Буквопечатающіе апарати Якобі успішно працювали на підземній
кабельної лінії між Зимовим палацом і Головним управлінням шляхів сполучення, а потім
на кабельній лінії Петербург - Царське село.
Однак, немов у насмішку над непростою долею Б. С. Якобі,
контракт на закупівлю стрілочних синхронних апаратів, раніше винайдених ним же, уряд
Миколи I уклало з прусським бізнесменом Вернером фон Сіменсом. Втім, це вельми
типово для історії вітчизняних телекомунікацій: у тодішнього російського уряду
знайшлося чимало послідовників, з тією ж легкістю із століття в століття аж до наших
днів приймали вельми схожі рішення.
Впровадження телеграфії стимулювало появу і розвиток
ідей передачі на відстань мовної інформації. У 1840 році князь Володимир Одоєвський
написав фантастичний роман «4338. Петербурзькі листи », в якому люди майбутнього
зв'язувалися один з одним за допомогою «магнетичного телеграфу». Ще раніше, в
1627 році, «передача звуків на великі відстані за допомогою труб різних форм»
згадувалася в іншому фантастичному романі - «Нова Атлантида», написаному Френсісом
Коном. Принципи телефонії, близької до сьогоднішнього розуміння, на ідейному рівні висувалися
французьким ученим Ш. Бурселем в 1854 році.
Іншими попередниками винаходу телефону з повним
правом можна назвати англійця Чарльза Уїтстона, американців Мозеса Фармера, Антоніо
Меуччі, Еміля Берліннера і Елайша Грея. Перша спроба створити прилад для передачі
звуків на відстань була зроблена Іоганном Пилипом Рейсом в 1861 році. Саме
він вперше ввів у вживання термін «телефон» і наочно продемонстрував можливість
перенесення тональних сигналів на відстань за допомогою електричного струму. Ця
розробка, проте, не набула поширення через її технічну недосконалість.
Лише 15 років тому, у 1876 році, Олександр Грехем Белл зареєстрував свій патент
на винахід, який він назвав удосконаленням в телеграфії.
Історія телефону
Цей патент з пріоритетом від 14 лютого 1876 на «телеграфне
пристрій для передачі людській мові »був другим великим відкриттям, що склав
одну з основ сьогоднішнього глобального інформаційного суспільства. Зроблено воно було
через 420 років після першого - винаходи Іоганном Гутенбергом друкарського верстата
з рухомими металевими літерами, на якому в 1456 році була надрукована знаменита
«Біблія Гутенберга».
Як це не раз траплялося в історії з веліі одночасно
винайшли два дослідники: Олександр Белл в Бостоні і Елайша Грей в Чикаго. На
принцип телефонії згідно з однією з історичних версій Белл натрапив випадково
під час експерименту з гармонійним телеграфом. Це сталося
2 червня 1875, коли Томас Ватсон, друг і асистент
Белла, не помітивши, що один кінець сталевий пластини телеграфного передавача виявився
щільно затиснутий контактним гвинтом переривника, який створив тим самим постійний електричний
контакт, спробував вручну змусити її коливатися. При цьому генерувався електричний
струм за рахунок вібрації намагніченою сталевий пластини над полюсом магніту, що, в
свою чергу, було зафіксовано які перебували в іншій кімнаті приймачем, що
настроював Белл. Притиснувши до вуха пластину і зафіксувавши вільний її кінець (що фактично
перетворило цей елемент гармонійного телеграфу в аналог мембрани сучасного
телефонного апарата), Белл почув звук і усвідомив значення того, що сталося. Через
9 місяців Белл і Ватсон провели перший сеанс телефонного зв'язку. Перше в історії
людства телефонне повідомлення, вимовлене Беллом, звучало дуже прозаїчно:
«Містер Ватсон, йдіть сюди, ви мені потрібні» і було передано на відстань 12 метрів.
Втім, насправді подібний винахід навряд чи
можна вважати випадковим. Цьому епохальному події передували роки глибоких
досліджень та різноманітних експериментів. Поряд з іншими важливим стимулом
для цієї багаторічної наполегливої праці послужила любов. Народжений у 1847 році в
Единбурзі і закінчив Лондонський і Единбурзький університети Олександр Грехем Белл
переїхав з родиною до Бостона (США), де і закохався в дівчину на ім'я Мейбл Хаббард,
страждала глухотою після перенесеної в дитинстві скарлатини. Ця обставина
вплинуло на напрям подальших занять і досліджень Белла. У 1872 році він
відкриває в Бостоні навчальний заклад для підготовки вчителів шкіл для глухих, а
в 1873-му стає професором фізіології органів мови Бостонського університету,
одночасно займаючись дослідженнями в галузі створення штучних голосних звуків
і передачі їх у телеграфним проводах. До речі кажучи, заявку на винахід телефону
подав від імені Белла юрист Гардінер Хаббард.
На лічені години спізнився з подачею заявки на винахід
телефону Елайша Грей встиг вчасно зробити інша важлива справа. За 7 років до появи
патенту на телефон Грей спільно з іноз Бартоном організував невелику фірму
в Клівленді. Три роки по тому, у 1872 році, вже в Чикаго ця фірма була перейменована
у Western Electric Manufacturing Company і незабаром стала найбільшою електричної
компанією США.
Після появи патенту на телефон практична цінність
винаходу була аж ніяк не настільки очевидною, як сьогодні. Згідно з історичною версією,
один час Белл безуспішно пропонував патент компанії Western Electric за 100 тисяч
доларів. Одним з найбільш повчальних документів в історії телефонії є
лист, написаний і були уповноважені Western Union скласти висновок з приводу
цієї пропозиції.
***
15 листопада 1876 Чаунсі М. Депью,
Президенту компанії
Western Union
Telegraph Co.
Нью-Йорк Сіті
Шановний містер Депью!
Наш комітет був утворений згідно з Вашим вказівкою для
вирішення питання про придбання патенту США 174.465 компанією Western Union
Company. Містер Гардінер Г. Хаббард і містер А. Г. Белл, винахідник, продемонстрували
нам свій прилад, який вони називають «телефоном», і виклали свої плани його застосування.
Зазначений «телефон» призначений для передачі людській
промові з телеграфним проводах. Ми виявили, що голос звучить дуже слабо і нерозбірливо,
а при використанні довгих проводів між передавачем і приймачем звук стає
ще слабший. З технічної точки зору ми не вважаємо, що цей пристрій коли-небудь
зможе передавати зрозумілу мову на відстань в декілька миль.
Панове Хаббард і Белл хочуть встановити свої «телефони»
практично в кожному будинку або діловому підприємстві нашого міста. Ця ідея абсурдна
сама по собі. Більше того, з якого дива хтось захоче використати таке незграбне
і непрактично пристрій, якщо він може відправити посильного на місцеву телеграфну
станцію і передати звідти ясно написане повідомлення в будь-якій велике місто Сполучених
Штатів?
Фахівці-електрики нашої компанії сьогодні розробили
вже всі суттєві покращення в області телеграфії, і ми не бачимо причин, через які
слід підтримати групу неспеціалістів
з безглуздими і непрактичними ідеями, як тільки у них немає ні найменшого уявлення
про те, як вирішити порушені проблеми. Фінансові прогнози містера
Г. Г. Хаббарда, хоча і звучать дуже заманливо, засновані
на неприборканій уяві і на відсутності розуміння технічних та економічних
аспектів існуючого положення; при цьому ігноруються технічні обмеження,
властиві їх пристрою, який може бути не більше ніж іграшкою або лабораторної
дивиною. Містер А. Г. Белл, винахідник, служить вчителем в школі для погано чують,
і для його роботи «телефон», можливо, має якесь значення, але при настільки великому
кількості недоліків не може серйозно вважатися засобом зв'язку.
У світлі викладених фактів ми вважаємо, що пропозиція містера
Г. Г. Хаббарда про придбання його патенту за 100 000 доларів позбавлене здорового глузду,
оскільки можливості цього пристрою не представляють для нас ніякого інтересу.
Ми не рекомендуємо купувати його.
Це легендарне лист Чаунсі Депью є свідченням,
мабуть, найбільшої і грубої помилки за всю історію телекомунікаційного
бізнесу. Втім, через кілька років Western Electric вже сама пропонувала за патент
25 мільйонів доларів, а в 1879 році організувала дочірню компанію American
Speaking Telephone Company, що стала головним конкурентом Бела. Ця компанія була
вельми успішна в прийдешній телм у Белла.
Отримавши ж в 1876 році відмова, Белл спільно з юристом
Гардінер Хаббардом (батьком Мейбл) і своїм асистентом Ватсоном організували власну
фірму New England Telephone Company, згодом названу Bell Telephone Co. Сам
Олександр Белл був призначений головним електротехніком компанії, а його помічник Ватсон
- Керівником і бухгалтером. При цьому Хаббард і Ватсон отримали 1497 акцій в компанії,
в той час як сам Белл отримав тільки 10 акцій. Перші комерційні телефонні
апарати, запропоновані Bell Telephone Company, складалися з цільного шматка дерева
(чорний горіх або червоне дерево) з елементом, який служив і передавачем, і приймачем.
Джерелом енергії найчастіше виступав постійний магніт, що знаходився всередині пристрою,
а не батарея чи зовнішнє джерело електроживлення. Кожен телефонний апарат мав
пряме з'єднання з іншим апаратом через приватну лінію, яку телеграфісти зазвичай
здавали в оренду телефонної компанії. У першому рекламних оголошеннях користування
двома телефонами і з'єднує їх лінією пропонувалося за 20 дол на рік для суспільних
цілей і за 40 дол на рік - для корпоративних; при цьому забезпечувалося вільне
техобслуговування.
У 1879 році Белл покинув правління своєї компанії, і
Bell Telephone Company продовжувала рухатися вперед вже без свого засновника. У
1881 Bell Telephone Company повністю придбала Western Electric, яка продовжувала
залишатися ексклюзивним виробником телефонного устаткування протягом 100 років,
поки сама Bell System не розпалася. У 1922 році Олександр Грехем Белл помер від діабету,
не будучи багатим, але добре усвідомлюючи значення зробленого ним найважливішого відкриття
в історії телефонії. Його асистент Ватсон пішов з Bell Telephonе незабаром після смерті
Белла і обрав для себе кар'єру актора, він помер у 1934 році. Підрозділ розробників
Western Union стало єдиною організацією, яка в 1925 році перетворилася на всесвітньо
відомі Bell Telephone Laboratories. Цей найбільший науковий центр дав світові транзистор,
цифрову АТС, апаратуру ІКМ, вузли комутації з програмним управлінням, лазер,
пакетну комутацію, стільниковий зв'язок, операційну систему Unix та багато інших винаходи
і відкриття, а за кількістю співробітників, які стали нобелівськими лауреатами, він поступається
тільки Кембриджу.
Повертаючись до телефону, згадаємо, що в 1878 році американець
Давид Юз винайшов мікрофон з вугільними паличками, який, на жаль, був недостатньо
чутливим і давав великі спотворення звуків. У тому ж році Томас Едісон застосував
в телефонній схемою індукційну котушку, Ватсон запатентував застосовується і понині
в телефонних апаратах електромеханічний дзвінок, а російський електротехнік П.
М. Голубицкий вперше використав в телефонних апаратах конденсатор. Про це необхідно
розповісти докладніше.
Блискучий випускник фізико-математичного факультету Петербурзького
університету Павло Михайлович Голубицкий створив у своєму маєтку в селі Таруса Калузької
Bell Laboratories, де було зроблено чимало винаходів в телефонії і де за його
малюнками виготовлялися перші телефони та інші електричні прилади, включаючи знаменитий
багатополюсний телефон.
Значний внесок внесли в розробку принципів дії
і конструкцій телефонних пристроїв інші російські винахідники - професор П. Войнаровський,
інженери Ф. Балюкевіч, Е. Гвоздьов, М. Дешево, Г. Ігнатьєв, В. Нагорський, А. Новицький,
М. Махальскій, К. Мосціцкій, Ю. Охоровіч, А. Столповскій та інші.
Примітно впровадження телефонії в російському військово-морському
флоті. Величезні заслуги в цій справі, включаючи і організацію вітчизняного виробництва
телефонної апаратури, і впровадження її на бойових кораблях флоту, належать морському
офіцеру Євгену Вікторовичу Колбасьеву. Перша телефонна станція Колбасьева складалася
з трьох телефонів: два телефони перебували у водолаза (один з них використовувався
як мікрофона) і один - у старшини команди на кораблі. Знаменитий броненосець
«Потьомкін» та багато інших кораблі мали телефонні установки Колбасьева, виготовлені
і встановлені Кронштадтської майстерні.
Активно експериментував з першими російськими телефонами
дійсний член Російського технічного товариства підполковник Володимир Борисович
Якобі, син академіка Б.С. Якобі. Він повідомляв у своїх записках інженерного корпусу:
«... У самий нетривалий час можна навчити армійських солдатів поводження з телефонними
приладами, так що в разі впровадження таких у військах це не зустріне ні найменшого
утруднення ». У 1881 році В.Б. Якобі винайшов мініатюрний телефон, який називався
«Телекаль» і являв собою по суті вібраційний телефоннийсигнальний прилад.
Цей телефонний апарат з успіхом демонструвався в 1882 році на Другій Петербурзької
електротехнічної виставці.
Більше 100 років відділяли її від виставок «Норвеком», де демонструвалися
мініатюрні мобільні телефони з вібровиклику. Самому В. Б. Якобі не судилося
побачити практичне використання своїх винаходів: матеріальні труднощі і спадковий
трудоголізм підірвали його і без того слабке здоров'я і призвели до передчасної
кончину в серпні 1884 року.
Багато інших російські винаходи не були зручні іноземним
компаніям, які тоді (і не тільки тоді) заправляли російськими поставками зв'язкового
обладнання, що ілюструється, наприклад, історією мікрофона Вредена. Міжнародна
компанія телефонів Белла в 1881 році зобов'язалася придбати привілей Р.Р. Вредена
на мікрофон і впровадити його на телефонних станціях, що будувалися в Петербурзі та Москві.
Інші, не пов'язані, як Якобі і ковбаси, військової присягою
російські винахідники, наприклад С.М. Бердичівський-Апостолів і М.Ф. Фрейденберг,
після марних спроб зацікавити своїми роботами вітчизняні державні
організації та комерційні фірми були змушені патентувати свої винаходи за
кордоном. Втім, відсталість і недалекоглядність аж ніяк не
Великі телекомунікаційні компанії в усьому світі грішили
(а часом і тепер грішать) тим же самим. Історичною ілюстрацією цього може служити
описана вище реакція телекомунікаційного гіганта XIX століття - компанії
Western Union на пропозицію Белла і Хаббарда придбати патент на телефон за
100 тис. доларів. Ну, а більш свіжий приклад - ситуація з безпрецедентним падінням
акцій тієї самої знаменитої Lucent Technologies та індексу NASDAQ в цілому, які відбувалися
на початку ХХI століття. Втім, це вже зовсім інша історія.
Телефонні станції
Сьогодні всі сприймають як щось само собою зрозуміле
можливість зв'язатися по телефону з людьми, які є користувачами найрізноманітніших
місцевих та міжміських мереж. Але так було не завжди. До 1885 року в США існувало
вже понад 300 ліцензованих телефонних компаній, а телефону було всього лише дев'ять
років. Починаючи з цього часу і по 1907 людям часто доводилося мати два телефони:
один для зв'язку з абонентами Bell Telephone Company, а другий - для зв'язку з людьми,
що жили в місті, яке обслуговувала інша телефонна компанія. Незалежні телефонні
компанії і компанія Bell не «розмовляли» один з одним, між ними було відсутнє
будь-яке взаємодію. У 1910 році компанія AT & T висунула стратегію взаємопов'язаних
телефонного зв'язку, з якої виросла телефонна мережа загального користування (ТМЗК).
В обмін на надання компанією AT & T такого універсального обслуговування
Федеральний уряд США надав їй монополію на телефонний зв'язок, яку
потім неодноразово відбирало. Більша частина інших країн уникла цього незручного
періоду і з самого початку створювала взаємопов'язані національні мережі, які,
у свою чергу, об'єдналися в єдину всепланетному мережу зв'язку.
Економічне обгрунтування застосування телефонних комутаторів
пов'язане з неможливістю поєднати всіх абонентів за принципом «кожен з кожним».
У разі малої кількості абонентів (скажімо, N = 5) таке поєднання цілком уявити.
Список літератури
Для підготовки даної роботи були використані матеріали
з сайту http://www.connect.ru/
